大功率數碼管驅動(dòng)電路的優(yōu)化設計

由于光耦不僅具有隔離作用，還具有一定的電流放大功能，因此圖3所示的放大驅動(dòng)電路具有較大的電流放大倍數，同時(shí)，具有較好的抗干擾性。但是，由于一個(gè)數碼管有7段，因此一個(gè)大功率數碼管需要7個(gè)如圖3所示的放大電路，勢必增加系統的復雜性，從而大大降低系統的可靠性。需要指出的是，采用三極管光耦放大電路來(lái)驅動(dòng)大功率數碼管，選用共陰譯碼器(如74248)和共陰型數碼管較為方便。
為了簡(jiǎn)化電路設計，也可采用CMOS系列的譯碼器CD4511。它具有BCD轉換、消隱和鎖存控制、7段譯碼及較大的驅動(dòng)電流?？芍苯域寗?dòng)較大功率的共陰型數碼管。該方案雖然電路設計較為簡(jiǎn)單，但是，采用CD4511譯碼時(shí)數碼管顯示的數字“6”和“9”不夠美觀(guān)。
為了實(shí)現大功率數碼管驅動(dòng)電流的放大，同時(shí)也使數碼管顯示的數字美觀(guān)規范，本文提出一款基于驅動(dòng)器MC1413的大功率數碼管驅動(dòng)電路設計。
MC1413是高耐壓、大電流達林頓陳列反相驅動(dòng)器，由7個(gè)硅NPN達林頓管組成，每一對達林頓都串聯(lián)一個(gè)2．7 kΩ的基極電阻，在5 V的工作電壓下它能與TTL和CMOS電路直接相連，可以直接處理原先需要標準邏輯緩沖器來(lái)處理的數據。MC1413輸出還可以在高負載電流并行運行，因此，接口電路連接比較簡(jiǎn)單。

采用MC1413的大功率數碼管驅動(dòng)電路原理圖如圖4所示。圖中VCC接5 V的芯片電壓，VDD接數碼管的工作電源電壓，例如供5英寸共陽(yáng)數碼管的15 V電壓。由于采用的是74248譯碼器，與CD4511譯碼器相比，數碼管顯示的數字比較美觀(guān)。同時(shí)，由于MC1413工作電壓高，工作電流大，灌電流可達500 mA，并且能夠在關(guān)斷時(shí)承受50V的電壓，故可直接驅動(dòng)功率數碼管而無(wú)需進(jìn)行電流放大，從而既保證了驅動(dòng)功率的要求，也大大簡(jiǎn)化了電路設計，提高了系統的可靠性。
可見(jiàn)，采用圖4所示的MC1413驅動(dòng)電路，電路結構簡(jiǎn)單、穩定可靠，是驅動(dòng)大功率數碼管的理想器件。

3 結語(yǔ)
這里設計了一款計時(shí)電路，實(shí)現秒、分和小時(shí)的計時(shí)。秒發(fā)生電路由NE555實(shí)現，采用了6只S50013B型5英寸共陽(yáng)數碼管分別進(jìn)行秒、分和小時(shí)的數字顯示，譯碼驅動(dòng)電路采用大功率驅動(dòng)電路，由MC1413實(shí)現5英寸數碼管的驅動(dòng)。經(jīng)長(cháng)時(shí)間連續試驗測試，該樣機電路工作穩定可靠，電路芯片發(fā)熱正常。為了進(jìn)行對比研究，將數碼管改由共陰譯碼器74248直接驅動(dòng)。經(jīng)長(cháng)時(shí)間連續試驗測試，此時(shí)樣機電路工作極不穩定，電路芯片，尤其是74248嚴重發(fā)熱。根據以上實(shí)驗結果，可以得出以下結論：大功率數碼管不能簡(jiǎn)單地用七段譯碼器直接進(jìn)行驅動(dòng)，其驅動(dòng)電路必須進(jìn)行功率放大設計；采用MC1413驅動(dòng)大功率數碼管，電路結構簡(jiǎn)單、穩定可靠，是驅動(dòng)大功率數碼管的理想器件。